05_04_004

Tema 05: Trabajo, energía y campo.

Subtema 04: Rotación del sólido rígido.

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Origen: Burbano, 11, 24

Nivel: 1/3

Rotación cilindro cuerda energía

Un volante gira por la acción de un peso de 4 kp que cuelga verticalmente del extremo de una cuerda arrollada a su eje. Partiendo del reposo, el peso desciende una altura de 3 m en 12 s. Determinad a)la energía cinética adquirida por el volante en ese intervalo b)la tensión de la cuerda durante el movimiento.

S O L U C I Ó N:

(A) Poniendo el origen de energía potencial en el punto más bajo podremos escribir que

mgh = ½ mv2 + ECR ==> ECR = 4 x 9,8 x 3 – ½ 4 v2

Para calcular esa v tendremos en cuenta que se trata de un MRUA:

e = ½ a t2 ==> 3 = ½ a 122 ==> a = 0,0417 m/s2

v = at = 0,0417 x 12 = 0,5 m/s

Y sustituyendo arriba se tiene que ECR = 4 x 9,8 x 3 – ½ 4 x 0,52 = 117,1 J

(B) Aplicando la segunda ley de Newton al cuerpo que baja se tiene que

F = ma ==> P – T = ma ==> 4 x 9,8 – T = 4 x 0,0417 ==> T = 39 N


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